SDC Task Force

SDC-TFの活動

　GIF政策グループは、2002年に「GIFロードマップの下での第4世代原子力システムの安全・信頼性目標」を策定し、GIFリスク・安全ワーキンググループは「第4世代原子力システムの設計・評価のための安全性の考え方の基礎」を提案しました。また、SFRシステム運営委員会では、2007年に「SFRシステム研究計画」としてSFRシステムの設計目標を策定しました。構造物、システム、機器の詳細設計を行う際には、国内の規格・基準が用いられることが認識されています。しかし、下の図に示すように、高度な安全性の基礎と詳細設計の間には大きなギャップがあります。

図1 安全基準の階層

　このギャップを埋めるための「安全設計基準(SDC)」の策定は、2010年10月のGIF政策グループ会議で提案され、議論されました。そのようなSDCは、安全基準階層の中間レベルを埋めるものであり、第4世代原子炉システムの強化された安全目標を達成するために不可欠であると認識されました。まずGIFナトリウム冷却高速炉(SFR)システムから始めることが決定され、「安全設計基準に関するGIFタスクフォース」(SDC-TF)が設置され、SFRのための具体的なSDCの草案が作成されました。

　SDCの完成後は、規制機関が参加する国際機関(IAEAなど) 内での議論に向けて、「第4世代SFRに特有の基準のさらなる技術的仕様化」、すなわち「SDCを安全標準化のための出発点として活用する」ことや、「軽水炉システムと比較したSFR特有の安全性の特徴や技術を理解・説明する」ことが求められるようになりました。 SDC-TFの第2フェーズでは、2種類の安全設計ガイドライン(SDGs)を開発するために設定されました。

　SDC-TFでは、以下のようなSFRの安全性に関する文書を作成し、ほとんどのミッションを成功裏に完了しました。

• 第4世代ナトリウム冷却高速炉システムの安全設計基準
• 第4世代ナトリウム冷却高速炉システムの安全性の考え方及び設計条件に関する安全設計ガイドラン
• 第4世代ナトリウム冷却高速炉システムの構造物・システム及び機器の安全設計ガイドライン

　残されたトピックについて議論するため、SDC-TFメンバーはGIF PGの会合(2019年10月、中国威海市)でSDC-TFがリスク・安全WG(RSWG)に参加することをGIF PGに提案し、PGはこれを承認しました。SDC-TFメンバーは、2020年6月のRSWG会合からRSWGに参加しました。

安全設計基準(SDC)

　SDC-TFは、第1期活動の成果として2013年にSFR安全設計基準（SDC）報告書を完成させ、国際機関であるIAEA、MDEP、NEA/CNRA、及びSFR開発プログラムが活発なGIF加盟国（中国、ユーラートム、フランス、日本、韓国、ロシア、米国）の規制機関に配布し、彼らのコメントに基づいて改訂を行いました。改訂プロセスにおいて、SDC-TFは、東京電力福島第一原子力発電所事故の教訓を反映した新たな規定を含む、2016年に発行されたIAEA SSR 2/1リビジョン1の技術的記述を多く採用しました。GIF専門家グループ(EG)と政策グループ(PG)の承認を経て、2017年に改訂版SFR SDC報告書を公表しました。

　SDCの内容は、以下の4つの部分にグループ化されています。

• 1. 第四世代原子炉システムとしてのSFRの導入と安全性の考え方（第1章、第2章）
• 2. 全体の安全設計と特定構造物、システム、コンポーネントの設計基準（第3章～第6章）
• 3. SFRシステムと第四世代原子炉システムの一般的な用語を網羅した用語集
• 4. 付録

安全性の考え方と設計条件に関する安全設計ガイドライン（SA SDG）

　SDC-TFは、SDCを満たす方法及びSFR固有の安全問題に対処するための推奨事項として、SFR安全設計ガイドラインを作成しました。SA SDGの目的は、技術的な問題点を明確にし、多様な設計オプションを用いた推奨事項を提供することにより、SDCの第四世代SFR設計トラックへの実用化を促進することです。このSDGでは、シビアアクシデントの予防と緩和、実質的に排除すべき状況 (例: 熱除去の損失に関連する問題) 及びSFRの反応度特性に関する考慮事項を記述しています。SDC-TFは、SA SDGをNEA GSAR（NEA WGSARの前身）とIAEAに配布し、外部レビューを受けました。SDC-TFは、IAEAの23のコメントとWGSARの128のコメントに対する解決策をSA SDGの改訂版に統合し、2020年に改訂版を公表しました。

　SA SDGは以下の5つの章で構成されています。

• 1. 「はじめに」では、背景や目的、SDG の範囲などを紹介しています。
• 2. 「GEN-IV SFR システムの主な特徴」では、現在の GEN-IV SFR の 4 つの設計のシステムと基本的な特徴を紹介しています。
• 3. 「プラント条件の一般的な定義を解説した「一般的な考え方」。この章では、特に設計延長条件(DEC)と実質的に排除すべき状況に焦点を当てています。
• 4. 「SDC適用のためのガイドライン "反応度及び崩壊熱除去の問題に関連したシビアアクシデントの予防及び緩和のための具体的なアプローチを、設計オプション、想定される事象及び設計限界、並びに試験可能性及び実証を交えて説明しています。
• 5. 「SFRの反応度特性に関する考察」。

構造・システム・コンポーネントの安全設計ガイドライン（SSC SDG）

　SSC SDGの目的は、SFR設計者が設計プロセスにおいてSDCを実践的に適用し、最高レベルの 安全性を確保できるようにガイドし、支援することです。SSC SDG は、SA SDG の推奨事項と各 SSC 設計との間の橋渡しを行うものです。さらに、SA SDG には記載されていない SDC レポートの要件を満たすための推奨事項も記載されています。SSC SDG の勧告には、原子炉停止機能喪失事象（ATWS）に対する SFR の反応度特性を考慮した対策や、炉心の露出や崩壊熱除去機能の完全な喪失を実質的に排除するための対策が含まれています。また、SA SDGには記載されていない勧告としては、高温・放射線環境下での燃料・材料に関するものや、ナトリウム火災、ナトリウム-水反応、格納容器系への負荷因子などの様々なハザードへの対策に関するものがあります。

　図2 は、SSC SDG の策定に向けた検討プロセスを示したものです。SSC SDGでは、炉心系、冷却材系、格納容器系の3つの基本的な安全システムを記述しており、特に表1に示すSFR特有の安全性に関する14項目の重点項目を選定しています。SDC-TFでは、第4世代SFRシステムの設計上の特徴やIAEA NS-Gシリーズの記述、定義、フォーマットを参考にして勧告を作成しました。現在のSDGは主に主要コンポーネントを対象としていますが、今後は燃料ハンドリングや燃料貯蔵システムなどの他のSSCも対象とする予定です。SDC-TFは、2019年のSSC SDGをOECD/NEA WGSARとIAEA原子力エネルギー省に配布し、外部レビューを受け、2024年に公表しました。

図2 SSC SDG の検討プロセス

表1：SSC SDG の 14 の着目点

他のシステムを対象としたSDC/SDGの整備状況等

・鉛冷却高速炉向けの安全設計基準 (SDC)
鉛冷却高速炉（LFR）向けの安全設計基準 (SDC)は、第4世代鉛冷却炉の特徴を踏まえ作成されています。本基準の目的は、第4世代原子炉システムの安全目標を達成するために、LFRの構造、システム、および機器に対する安全設計を行う際に必要となる一連の基準を提示し、設計認証をサポートすることです。LFR-SDCには、LFRシステムのための82の基準が体系的かつ包括的に記載されています。この文書は、LFR暫定システム運営委員会（pSSC）によって作成され、GIFリスク・安全作業部会(RSWG)及びGIF専門家グループによって承認されました。LFR SDC の構成は以下の通りです。

• 第 1 章：背景、目的、基本原則
• 第 2 章：第4世代原子炉システムとしての LFR の安全アプローチ
• 第 3 章から第 6 章：LFR の安全設計および構造の特徴、システム及び機器に対する安全設計基準

Download report: LFR-SDC report, Rev 1, March 2021